用于高處作業的攀登轉移防墜裝置設計

李有為 張棟輝 李娟娟

摘 要： 當前電網輸電線路桿塔維修過程中，需要有合適的防墜落裝置對維修人員的人身安全進行保護。傳統的防墜裝置的特殊纏繞方法在轉移過程中會增加操作步驟，降低工作效率，對此設計一種用于高處作業的攀登轉移防墜裝置。設計了防墜落手套結構，優化防墜腳釘防脫裝置，確定防墜裝置技術指標，完成用于高處作業的攀登轉移防墜裝置設計。能夠有效降低高處作業風險，提高作業安全性。

關鍵詞：高處作業;防墜裝置;攀登轉移;桿塔作業

中圖分類號：TM754 文獻標識碼：A

引言

我國電力檢修的安全規定中指出，在高處檢修作業中，在涉及到攀登桿塔并且需要進行轉移位置時，必須要在安全裝置保護下進行操作。在不同的作業內容中，采用的防護裝置也存在一定差異[1]。因此在配電網運維作業中一般會采用雙帶全身式安全帶，當作業環境中的桿塔擁有較多的鐵塔或附掛時，必須要頻繁交替使用不同類型的安全帶。在交替使用安全帶過程中，嚴重消耗登桿人員體能，容易發生漏掛或操作失誤等情況，導致高處墜落發生的概率較大，嚴重危害運維人員的安全[2]。目前用戶對于供電可靠性要求越來越高，攀登桿塔和轉移位置等高處作業的防墜裝置的應用將減少登桿人員在攀登桿塔和轉移位置時的操作步驟。攀登轉移防墜裝置在配電網以及電網運維過程中，對于降低高處作業人員體能消耗，提升高處作業的安全性，降低作業風險，保障高處作業人員人身安全，具有實際的應用意義和廣闊的推廣前景。

1 用于高處作業的攀登轉移防墜裝置設計

作業人員為了維修輸電線路，往往需要攀爬高處的桿塔進行作業。在輸電線路攀爬桿塔維修的過程中，利用腳釘作為攀爬過程中腳部的著力點，稍有不慎則會發生墜落，因此往往需要精神高度集中，需要雙手之間也必須相互抓穩[3]。出現最多的墜落情況是作業人員攀爬過程中雙腳滑落踩空，雙手在無防備狀態下無法承受自身體重導致雙手滑脫，此時的墜落形式為垂直滑落，整體上作業人員產生了垂直下滑現象。本項目采用了可放置于操作棒上的通用穿繩工具，在橫擔和地面之間還設有了柔性導軌，并采用多單向鎖扣組合的方式作為閉合結構，具備了操作簡單、拆裝簡單、安全系數較高的優勢。同時，本項目還可以進行快速柔性導軌裝配試驗，在更新人員培訓、技術實操訓練等場合中能夠有效降低人員上桿或做保護措施的次數，降低作業風險。

1.1設計防墜落手套

為了保證人員安全，在防墜落裝置中針對作業人員使用的鐵腕式手套進行設計與改進[4]。該手套具有一定的固定與交互作用，通過觸頭之間的碰撞，能夠避免作業人員在工作過程中由于單手支撐而出現掙脫的情況。針對以上設計，本文在防墜落手套的結構改進設計中得到的結構如下圖所示：

本文所設計的防墜手套主要分為左右兩副，其材質主要為高強度材料，上圖中的手套結構為左手，在以上手套結構的基礎上，均配備了有腕帶和腕扣，能夠將其穩定的固定在作業者的手腕上。

1.2 優化防墜腳釘防脫裝置

傳統使用的攀登轉移防墜裝置中，使用的舊腳釘彎角是向一個方向的。在這樣的結構中，腳釘彎角的相對垂直方向上的摩擦力減弱[5]。此時需要在這兩個方向上增加摩擦力來保證人員安全，本文所采取的優化方法為：在垂直的兩個方向上增加兩個突起部分，防止裝置上鉤出現側向滑出的情況。在以上的防墜腳釘防脫裝置中，對相應的技術及指標進行設計。參數如下表所示：

在裝置設計的過程中，一般的型號為M16的普通腳釘能夠支撐的最大受力為2550N，在計算過程中，按照人體的最重體重，并在體重的基礎上加上2.5倍的安全倍數進行核算，得到理論上的安全受力值。在實際的測試中，腳釘拉斷力一般都會大于2550N，驗證了選擇的型號為M16的普通腳釘在使用中的可靠性。但是普通腳釘無法以牢固構件的形式來作為安全保證，在腳釘根部所產生的剪應力，可以根據動量定理進行計算，計算公式為：

上式中，表示物體的質量，表示物體運動速度，表示運行的時間。根據上式可以得知，當作業人員在攀爬桿塔過程中的某一掛點中產生的動量作用力與作用時間成反比，因此對補強螺母以及相關裝置中的參數和結構進行設計，用緩沖原理提出補強螺母為喇叭孔并改良其性能，使腳釘能作為牢固構件使用。至此完成用于高處作業的攀登轉移防墜裝置的設計。

2結束語

本項目主要是設計一種攀登桿塔和轉移位置等高處作業的防墜裝置，能夠減輕登桿人員在攀登桿塔和轉移位置時的操作數量，降低高處作業人員體能消耗，提升高處作業的安全性，降低作業風險，保障高處作業人員人身安全。解決了當前登桿作業人員頻繁交替使用安全帶的問題，顯著提高了高處作業工作效率;通過本裝置的應用，降低了現場作業風險，杜絕了交替使用安全帶過程中存在漏掛或操作失誤造成高處墜落的情況，保障了現場作業人員的人身安全。

參考文獻

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[3]王峰，周權，張月金，等.繩驅動接地線高空裝拆裝置的設計與輕量化[J].機械設計與制造，2021（06）：202-205.

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[5]蔣春林.破碎圍巖巷道“防堵+防墜”錨固劑推入裝置的應用[J].煤炭工程，2019，51（S1）：151-153.